Почему Вселенная расширяется? - коротко
Расширение Вселенной обусловлено тем, что после Большого взрыва пространство получило начальную энергию, которая сохраняет своё стремление к росту. На сегодняшний день ускорение этого процесса объясняется наличием темной энергии, создающей отрицательное давление, заставляющее пространство расширяться всё быстрее.
Почему Вселенная расширяется? - развернуто
Расширение космоса подтверждено наблюдениями смещения спектральных линий в световых источниках, удаляющихся от нас. Чем дальше галактика, тем больше её красное смещение, что указывает на большую скорость её отдаления. Эта закономерность была сформулирована в виде эмпирического закона, связывающего расстояние и скорость, и получила название закона Хаббла. Сам факт того, что пространство между объектами увеличивается, требует наличия физических процессов, способных приводить к такому поведению материи и энергии во Вселенной.
Первый фундаментальный фактор – начальная сингулярность, в которой все пространство‑время было сконцентрировано в бесконечно малой точке с чрезвычайно высокой плотностью энергии. При «взрыве» этой сингулярности началось стремительное расширение, которое продолжается и сегодня. На ранних этапах после этого события произошёл период гипервысокого ускоренного роста – инфляция. Инфляция объясняет однородность и изотропность наблюдаемой части космоса, а также задаёт начальные условия, из которых возникло последующее расширение.
Среди факторов, поддерживающих ускорение расширения в современную эпоху, выделяется темная энергия – неизвестная форма энергии, обладающая отрицательным давлением. В рамках общей теории относительности отрицательное давление приводит к тому, что гравитационное притяжение переходит в отталкивающее действие, заставляя пространство расширяться всё быстрее. Величина темной энергии определяется космологической постоянной, которую Эйнштейн ввёл в уравнения гравитации для сохранения статичности модели, а затем переосмыслил после обнаружения расширения.
Список основных причин текущего расширения:
- Энергетическая плотность вакуума – квантовые флуктуации пустого пространства создают постоянный запас энергии, который действует как космологическая постоянная.
- Темная энергия – гипотетическая компонента, доминирующая в энергетическом бюджете Вселенной (около 68 % от общей плотности), обеспечивающая ускорение.
- Отсутствие достаточного количества обычной и темной материи – их гравитационное притяжение недостаточно велико, чтобы замедлить рост масштабного фактора.
Наличие темной энергии подтверждается независимыми наблюдениями: изучением распределения галактик, измерением анизотропий космического микроволнового фона и анализом светимости удалённых сверхновых типа Ia. Все эти данные согласуются с моделью, в которой масштабный фактор возрастает экспоненциально, а темп расширения ускоряется.
Таким образом, расширение космоса является следствием начального состояния вселенной, последующего инфляционного роста и продолжающегося действия темной энергии, которая в современной космологии выступает главным драйвером ускорения. Это объяснение согласуется с наблюдательными данными и теоретическими построениями, позволяя построить целостную картину динамики пространственно‑временного континуума.